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1、密码子与氨基酸 若干重要性质的相关性主讲人胡蒋亮3011511087l迄今已提出的多种遗传密码 起源的假说l密码子 与 氨基酸 若干重要 性质的相关性l密码子和氨基酸内部的多项性质间存在着 显著的相关性 l密码子与氨基酸两者的多项性质间存在着 显著的相关性 lWeber A L, Lacey J ClJ Mol Evol,1978,11:199-210lGenetic Code Correlations: Amino Acids and Their Anticodon NucleotidesWeber A LWeber A L 发现氨基酸与反密码子在某些特性方发现氨基酸与反密码子在某些特性方
2、面存在相关性面存在相关性lReuben J, Polk FElJ Mol Evol,1980,15:103-112lNucleotide-Amino Acid Interactions and Their Relation to Genetic CodeReuben Jl l研究了氨基酸与核苷酸的相互作用研究了氨基酸与核苷酸的相互作用lMichael等(1985)曾对密码子与氨基酸的某 些理化性质进行过多变量分析 l罗辽复等(1995)基于突变危险性极小原理、 王文清等(2000)基于易经的阴阳对称原 理对标准遗传密码的产生机制进行了卓有 成效的研究 l陈惟昌，陈志华，陈志义，等l自然科学进展
3、,1999,9(2):175-178l遗传密码的简并及其高维空间 的拓扑结构陈惟昌陈惟昌 围绕遗传密码的简并及其高维空围绕遗传密码的简并及其高维空 间的拓扑结构展开了研究间的拓扑结构展开了研究 l陈志华等(2001)根据氨基酸的分子量与亲水 性两种性质的二维集合分类结果及遗传密 码的简并特性提出了构成蛋白质的20种氨 基酸可能的进化树图l许晓风等(2001)从编码信息的角度对遗传密 码的信息内涵及其与氨基酸的对应联系进 行了初步探索 BACKl密码子： 分子量、亲水性、碱基堆积力、 电子共振能 等l氨基酸：分子量、亲水性、相互距离、不 可取代性 及 同义密码子数 等密码子和氨基酸的 理化性质与
4、派生性质理化性质与派生性质l密码子的四种性质的相互关系 l氨基酸若干性质的相互关系 l密码子与氨基酸若干性质的相关性 一个新假说 l双链信息分子(dsRNA或dsDNA)与氨基酸 的大量产生和积累信息分子与功能分子 充分接触和碰撞互作密码字与氨基酸反 复相互作用建立特异关系密码子将这种 特异关系信息存贮起来良种分子语言稳 定的翻译关系即遗传密码字典的最终确立 放生放生密码子的四种性质的相互关系l简单求和得出的核昔酸数据碱基相对分 子质量亲水性碱基堆 积力电子共振能 /eVU2440.7360.19C2430.6570.23G2830.37480.27A2670.3360.32密码子的四种性质的
5、相互关系l同义密码子间的分子量、亲水值、 电 子共振能及碱基堆积力等均存在开差l这种开差因密码子的简并度的不同而异l一般简并度愈大，同义密码子间有关性 质的开差亦愈大，但碱基堆积力这一性 质例外 密码子的四种性质的相互关系M.W亲水性碱基 堆积力电子 共振能 M.W1.00*-0.82*0.110.70*亲水性-0.82*1.00*0.039-0.98*碱基堆积力0.110.0391.00*-0.07电子 共振能0.70*-0.98*-0.071.00*密码子的四种性质的相互关系l密码子的四种性质间存在着十分密切的相 互关系l相对分子质量与亲水性呈极显著的负相关 ，与电子共振能呈极显著的正相关
6、l亲水性与电子共振能呈极显著的负相关l碱基堆积力与其他性质间的相关性不显著BACK氨基酸若干性质的相互关系l对20种蛋白质氨基酸的相对分子质量、亲水性、相互距离、 不可取代性以及同义密码子数等5种性质进行相关分析M.W.亲水性相互 距离不可 取代性同义 密码子M.W.1.0-0.05-0.080.68*-0.45*亲水性-0.051.0-0.13-0.22-0.10相互距离-0.08-0.131.00.38-0.19不可取代性 0.68*-0.220.381.0-0.69*同义密码 子-0.45*-0.10-0.19-0.69*1.0氨基酸若干性质的相互关系l氨基酸的相对分子质量与编码氨基酸的
7、同 义密码子数呈显著负相关，与氨基酸在蛋 白质中的不可取代性呈极显著的正相关l表明：氨基酸的相对分子质量愈大，编码 它的同义密码子数愈少，其在蛋白质中愈 不可被取代 氨基酸若干性质的相互关系l氨基酸在蛋白质中的不可取代性除与相对 分子质量呈极显著正相关外，还与编码氨 基酸的密码子数呈极显著的负相关l即：同义密码子愈少的氨基酸在蛋白质中 愈不可被取代 氨基酸若干性质的相互关系l亲水性这一性质与其他性质问的相关性不 显著 l氨基酸的不可取代性与氨基酸相互距离之 间的正相关性亦接近显著水平 BACK密码子与氨基酸若干性质的相关性为了揭示密码子性质与其所编码的氨 基酸性质之间可能存在的内在联系，对同
8、义密码子的 平均相对分子质量、亲水值、碱基 堆积力 及 电子共振能 等与对应氨基酸的相 对分子质量、亲水性、相互距离、不可取代性 及 同义密码子数 之间的相关性进行分析 .密码子与氨基酸若干性质的相关性氨基酸 密码子氨基酸 M.W.亲水性相互 距离不可 取代性同义 密码子 密码子 M.W.-0.0330.516*0.1030.161-0.177电子 共振能-0.073-0.2110.465*0.2730.038碱基 堆积力-0.549*0.1430.362-0.2970.374亲水性0.056-0.676*0.2490.0460.204密码子与氨基酸若干性质的相关性l密码子的相对分子质量与氨基酸的 亲水性呈显著正相关 l密码子的电子共振能与氨基酸的 相互距离呈显著正相关 密码子与氨基酸若干性质的相关性l密码子的碱基堆积力与氨基酸的相对 分子质量呈显著负相关 l密码子的碱基堆积力与氨基酸的相互 距离及氨基酸的同义密码子数的正相 关性亦接近显著水平 密码子与氨基酸若干性质的相关性l密码子的亲水性与氨基酸的亲水性呈 极显著负相关 l即：密码子的亲水性愈大，其所编码 的氨基酸的亲水性愈低，反之亦然 密码子与氨基酸若干性质的相关性l密码子与氨基酸性质间相关性的进 一步揭示，必将为遗传密码起源和 密码子与氨基酸对应联系建立机制 的探索提供有益启示 BACK
